Кассетная головная часть Российский патент 2023 года по МПК F42B12/58 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке разделяющихся головных частей кассетного типа (КГЧ), преимущественно для систем залпового огня.

Одним из важных вопросов при разработке новой конструкции КГЧ являются вопросы, связанные с разработкой рациональной конструктивной схемы головной части, обеспечивающей при выполнении заданных технических требований максимальное заполнение рабочих объемов, жесткую фиксацию и работоспособность поражающих элементов (ПЭ) в процессе старта, полета и разделения.

Как правило, решение указанных задач во многом предопределяется габаритами БЭ и калибром разрабатываемого реактивного снаряда. Так, например, по патенту РФ №2522537, 20.07.2014 г. известна конструкция головной части с центральным газоводом, для разделяющегося реактивного снаряда, содержащего ракетный двигатель с дном, отделяемую головную часть, имеющую в своем составе корпус с дном, взрывчатым веществом и поражающими элементами, отсек с зарядом отделения, поршнем и узлом форсирования. Головная часть снабжена центральным газоводом, газодинамически связывающим объем аккумулирующего стакана корпуса с запоршневым рабочим объемом, содержащим заряд отделения. Исполнительный блок, закрепленный в хвостовой части цилиндрической трубы корпуса взрывателя, выполнен в виде двойного коаксиального стакана, в центральной части которого размещена пороховая петарда системы воспламенения заряда отделения.

Использование изобретения позволяет повысить надежность функционирования исполнительных органов боеприпаса, а также эффективность работы его у цели. Однако недостатком такого конструктивного решения является то, что оно может быть использовано только при разработке моноблочных или кассетных боеприпасов с малогабаритными ПЭ.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией КГЧ является наличие корпуса с дном, заряда отделения, поршня, узла форсирования, предохранительно-исполнительного механизма и газовода.

Наиболее близкой по технической сути решения является конструкция КГЧ, известная по патенту РФ №2187065, 5.01.2001 г., которая может быть использована для размещения крупногабаритных поражающих элементов.

Сущность изобретения заключается в том, что в КГЧ, имеющей в своем составе оболочку с дном, в которой последовательно расположены поражающие элементы с взрывательными устройствами, источники энергии, узел форсирования, поршень и временное устройство, на одном из торцев поражающих элементов выполнен кольцевой выступ с радиальными щелевыми пазами, количество которых соответствует количеству поражающих элементов в головной части. При этом ПЭ повернуты относительно друг друга на угол, равный углу между щелевыми пазами, и снабжены сквозными газоводами, в передней части которых размещены источники энергии и конические расходные шайбы с дроссельными каналами, а между поражающими элементами образованы аккумулирующие полости взведения, ограниченные внутренней поверхностью герметизирующего кольца и торцами поражающих элементов. Причем воспламенительный, вышибной и пороховые заряды поражающих элементов газодинамически связаны посредством газоводов с аккумулирующими полостями головной части.

Использование изобретения позволяет создавать кассетные головные части с высокой плотностью укладки крупногабаритных поражающих элементов, надежно функционирующие при разделении на траектории. Однако практическая реализация такого конструктивного решения наталкивается на необходимость размещения в ПЭ газоводов с источниками энергии, что не всегда бывает возможным и рациональным, т.к. уменьшает величину полезного объема поражающего элемента и исключает его автономность.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией КГЧ является наличие оболочки с дном, в которой размещены поражающие элементы с теплоприемными устройствами, рабочие полости с источниками энергии, поршень с узлом форсирования и газоводы. Между торцами поражающих элементов выполнены полости взведения, имеющие газодинамическую связь с источниками энергии.

В отличие от прототипа в предлагаемом конструктивном решении кассетной головной части, содержащей оболочку с дном, кассету с поражающими элементами, газоводы, узел форсирования, пороховые заряды и командно-исполнительный механизм (КИМ), кассета выполнена в виде рамы, состоящей из переднего дна и поршня, жестко скрепленных между собой посредством осевых газоводов, и зафиксированной в оболочке посредством узла форсирования и осевого упора, выполненного на внутренней поверхности оболочки.

Газоводы снабжены зарядами взведения и разделения, размещенными в начале и конце газоводов и газодинамически связанными с теплоприемными устройствами поражающих элементов за счет размещения в межэлементных зонах распределительных втулок с радиальными и осевыми каналами, ориентированными на теплоприемные устройства поражающих элементов.

Оболочка снабжена переходником, в котором размещен командно-исполнительный механизм с воспламенительно-передаточными пороховыми зарядами, один из которых газодинамически связан с КИМ, а заряды взведения, тандемно размещенные в начале газоводов, отделены друг от друга опорной промежуточной проставкой.

Указанные отличительные признаки, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, являются существенными и достаточными для достижения нового технического результата.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка рациональной конструкции КГЧ, обеспечивающей работоспособность головной части в процессе разделения при отсутствии газоводов, проходящих непосредственно через поражающие элементы. Это существенно усложняет технологию и стоимость изготовления КГЧ и уменьшает величину коэффициента заполнения полезного объема элементами, определяющего эффективность действия ПЭ у цели.

Требуемый технический результат достигается за счет того, что в известной конструкции головной части, содержащей оболочку с - дном, кассету с поражающими элементами, газоводы, узел форсирования, пороховые заряды и КИМ, введена новая совокупность конструктивных узлов и элементов, изменены их взаимное расположение и связи. При этом, выполнение кассеты в виде рамы, состоящей из переднего дна и поршня, скрепленных между собой посредством осевых газоводов, зафиксированных в оболочке посредством узла форсирования и осевого упора, выполненного на внутренней поверхности оболочки, обеспечило разработку рациональной рамной конструкции КГЧ, обладающей высокой жесткостью и плотностью укладки ПЭ в кассете, позволившей надежно зафиксировать в оболочке раму с ПЭ в процессе старта и разделения снаряда на траектории.

Снабжение газоводов зарядами взведения и разделения, размещенными в начале и конце газоводов и газодинамически связанными с теплоприемными устройствами за счет размещения в межэлементных зонах распределительных втулок с радиальными и осевыми каналами, ориентированными на теплоприемные устройства поражающих элементов, позволило удачно использовать полости газоводов для аккумуляции энергии пороховых зарядов в процессе разделения, а также обеспечить получение требуемых силовых и тепловых параметров в зоне их размещения и, тем самым, повышение надежности взведения взрывателей ПЭ.

Снабжение оболочки переходником, в котором размещен командно-исполнительный механизм с воспламенительно-передаточными пороховыми зарядами, один из которых газодинамически связан с КИМ, реализует последовательное включение второго порохового заряда, что позволяет снизить максимальное давление в воспламенительной полости и увеличить продолжительность воспламенительного процесса.

При тандемном размещении зарядов взведения решается аналогичная задача по уменьшению локального давления в зоне размещения зарядов. Одновременно, за счет использования промежуточной проставки, предотвращается возможность одновременного вброса пороховых элементов и корпусов зарядов в запоршневой объем кассеты, что может привести к разрушению элементов конструкции.

Выполнение на оболочке осевого упора, определяющего стабильность запоршневого объема и площади действия газов на поршень в момент разрушения узла форсирования и страгивания рамы в оболочке, позволяет за счет исключения сброса газопороховой смеси из запоршневого объема в кассету, повысить стабильность процесса разделения, а за счет минимизации величины запоршневого объема наиболее полно использовать габариты кассеты (например, увеличить длину кассеты или ракетной части).

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлена конструктивная схема КГЧ, а также фиг. 2 и фиг. 3, где показаны ее поперечные сечения.

Кассетная головная часть содержит оболочку 6 с дном 10, кассету 5 с поражающими элементами 14, газоводы 21, узел форсирования 11, пороховые заряды 3, 8, 19 и командно-исполнительный механизм 20.

Кассета выполнена в виде рамы, состоящей из переднего дна 2 и поршня 12, жестко скрепленных между собой посредством осевых газоводов 21, и зафиксированной в оболочке 6 посредством узла форсирования 11 и осевого упора 13, выполненного на внутренней поверхности оболочки.

Газоводы 21 снабжены зарядами взведения 3 и разделения 8, размещенными в начале и конце газоводов и газодинамически связанными с теплоприемными устройствами 17 за счет размещения в межэлементных зонах распределительных втулок 7 с радиальными 15 и осевыми 16 каналами, ориентированными на теплоприемные устройства поражающих элементов.

Оболочка снабжена переходником 18, в котором размещен командно-исполнительный механизм 20 с воспламенительно-передаточными пороховыми зарядами 19, один из которых газодинамически связан с КИМ, а заряды взведения 3, тандемно размещенные в начале газоводов, отделены друг от друга опорной промежуточной проставкой 4.

Функционирование КГЧ происходит следующим образом. В заданной точке траектории командно-исполнительный механизм 20 выдает инициирующий импульс на один воспламенительно-передаточный заряд 19, который реализует последовательное включение второго порохового заряда 19. В результате подъема давления и температуры газопороховой смеси в воспламенительной полости 1 между переходником 18 и передним дном 2 срабатывают заряды взведения 3. Затем через осевые газоводы 21, радиальные каналы 15 и осевые каналы 16 во втулках 7 осуществляется задействование теплоприемных устройств 17 боевых элементов 14 и зарядов разделения 8. При срабатывании зарядов разделения 8 создается давление в запоршневом объеме 9 между дном 10 и поршнем 12 кассеты 5. После разрушения узла форсирования 11 кассета 5 с поражающими элементами 14 выбрасывается из оболочки 6. В дальнейшем за счет воздействия аэродинамических и центробежных сил поражающие элементы 14 разлетаются в радиальном направлении относительно оси кассеты 5 и двигаются к цели.

Таким образом, практическая реализация совокупности представленных выше конструктивных отличий в заявляемом изобретении позволяет решить поставленную задачу по разработке простой, компактной и надежной конструкции кассетной головной части, обеспечивающей первоначально надежную фиксацию поражающих элементов, а затем эффективное задействование теплоприемных устройств и надежное вскрытие КГЧ на траектории.

Изобретение может быть использовано при разработке разделяющихся реактивных снарядов с кассетными головными частями и, в первую очередь, при создании новых и модернизации существующих конструкций головных частей с крупногабаритными боевыми элементами для систем залпового огня, что сокращает сроки и стоимость отработки разрабатываемых образцов.

Указанный положительный эффект подтвержден результатами стендовых и летных испытаний опытных образцов кассетных головных частей, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.

Изобретение относится к области вооружения и боеприпасов, а именно, к кассетной головной части снаряда систем залпового огня. Кассетная головная часть содержит оболочку с дном, кассету с поражающими элементами, газоводы, узел форсирования, пороховые заряды и командно-исполнительный механизм. Кассета выполнена в виде рамы, состоящей из переднего дна и поршня, жестко скрепленных между собой посредством осевых газоводов, и зафиксированной в оболочке посредством узла форсирования и осевого упора, выполненного на внутренней поверхности оболочки. Газоводы снабжены зарядами взведения и разделения, размещенными в начале и конце газоводов и газодинамически связаными с теплоприемными устройствами поражающих элементов за счет размещения в межэлементных зонах распределительных втулок с радиальными и осевыми каналами, ориентированными на теплоприемные устройства поражающих элементов. Оболочка снабжена переходником, в котором размещен командно-исполнительный механизм с воспламенительно-передаточными пороховыми зарядами. Один из воспламенительно-передаточного порохового заряда газодинамически связан с командно-исполнительным механизмом. Заряды взведения, тандемно размещенные в начале газоводов, отделены друг от друга опорной промежуточной проставкой. Технический результат заключается в повышении надежности конструкции кассетной головной части. 3 ил.

Кассетная головная часть, содержащая оболочку с дном, кассету с поражающими элементами, газоводы, узел форсирования, пороховые заряды и командно-исполнительный механизм, отличающаяся тем, что кассета выполнена в виде рамы, состоящей из переднего дна и поршня, жестко скрепленных между собой посредством осевых газоводов, и зафиксированной в оболочке посредством узла форсирования и осевого упора, выполненного на внутренней поверхности оболочки, при этом газоводы снабжены зарядами взведения и разделения, размещенными в начале и конце газоводов и газодинамически связаными с теплоприемными устройствами поражающих элементов за счет размещения в межэлементных зонах распределительных втулок с радиальными и осевыми каналами, ориентированными на теплоприемные устройства поражающих элементов, одновременно оболочка снабжена переходником, в котором размещен командно-исполнительный механизм с воспламенительно-передаточными пороховыми зарядами, один из которых газодинамически связан с командно-исполнительным механизмом, а заряды взведения, тандемно размещенные в начале газоводов, отделены друг от друга опорной промежуточной проставкой.